隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展贷挠，機(jī)器人技術(shù)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用祈搜。機(jī)器人作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)缕减，具用控制方便庭再，執(zhí)行動(dòng)作靈活捞奕，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的空間軌跡控制。特別適用于多品種拄轻，變批量的柔性化生產(chǎn)颅围。

我公司以德國(guó)直角坐標(biāo)機(jī)器人為核心產(chǎn)品伟葫，開(kāi)發(fā)了多種工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，如涂膠機(jī)院促、點(diǎn)膠機(jī)酒旷、自動(dòng)上下料機(jī)械手、碼垛機(jī)满傍、探傷檢測(cè)設(shè)備渡表。

本文就主要介紹直角坐標(biāo)機(jī)器人在鋁錠搬運(yùn)應(yīng)用.

直角坐標(biāo)機(jī)器人在鋁錠碼垛機(jī)上的應(yīng)用

直角坐標(biāo)機(jī)器人在碼垛機(jī)上的使用越來(lái)越多，其特點(diǎn)是負(fù)載 范圍大伞注，小到幾公斤桌偎，大到幾噸；運(yùn)行速度快伴竹，且速度可調(diào)整徊岂； 動(dòng)作靈活，可以完成復(fù)雜的碼垛任務(wù)报叁；可靠性高田漓，維護(hù)簡(jiǎn)單。

要求：按層碼垛

運(yùn)動(dòng)空間為三維付找，四自由度運(yùn)動(dòng)歧胃。

行程：X方向2200mm, Y方向1500mm, Z方向1200mm, 水平旋轉(zhuǎn)：+-900

能夠和生產(chǎn)線融為一體，有良好的通訊艰争。

最大負(fù)載重量為150Kg,額定負(fù)載125Kg坏瞄。層與層間成90度角交叉排放。

每垛共九層甩卓，垛高1000mm鸠匀。

最快碼垛速度為1000mm/s，平均速度為500mm/s逾柿。

碼垛精度：1mm

根據(jù)以上要求缀棍，我們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)四坐標(biāo)機(jī)器人。介紹如下：

機(jī)器人組成：

該機(jī)器人由安裝架机错、機(jī)器人定位系統(tǒng)爬范、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、供膠系統(tǒng)及涂膠槍弱匪、控制系統(tǒng)及電控配電系統(tǒng)青瀑、安全防護(hù)裝置等組成。

1萧诫、機(jī)器人安裝架

因?yàn)樵摍C(jī)器人碼垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度很快斥难，起停狀態(tài)對(duì)安裝架有很大的沖擊。安裝架必須有非常好的剛性才能保證機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定。

我們?yōu)榇嗽O(shè)計(jì)了焊接鋼架結(jié)構(gòu)作為支撐架愈饲。又因?yàn)殇X廠有較大的灰塵水氣，我們?cè)跈C(jī)器人的上部分設(shè)計(jì)了鋁架結(jié)構(gòu)蝉丧，并用玻璃罩將機(jī)器人罩住碴纺。使用鋁型材的好處是重量輕。

2就留、機(jī)器人定位系統(tǒng)

機(jī)器人定位系統(tǒng)是整臺(tái)設(shè)備的核心仇习，為德國(guó)NCF公司產(chǎn)品，運(yùn)動(dòng)速度快拭奖，而重復(fù)精度比較高高梆载， X,Y,Z三坐標(biāo)均選擇為同步齒形帶傳動(dòng)，單坐標(biāo)重復(fù)定位精度為0.05mm萧状，最快直線運(yùn)動(dòng)速度：1000mm/s撵刷。其中X坐標(biāo)軸為兩根長(zhǎng)度為3000mm，跨度為2200mm的定位系統(tǒng)捣兄，由同步傳輸器保證兩根定位系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的同步褐袒，由一臺(tái)3000W伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。出于驅(qū)動(dòng)扭矩及慣量的匹配稍浆，需要配一臺(tái)行星減速機(jī)载碌。

Y軸選用雙定位系統(tǒng)，之所以選者如此大截面的定位單元衅枫，主要是因?yàn)閅軸為雙端支撐嫁艇，中間懸空結(jié)構(gòu)，如果選擇的截面不夠弦撩，將不能保證機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性步咪，機(jī)器人在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)將發(fā)生振顫。兩根定位單元并排使用益楼，將Z軸夾在中間歧斟，能夠很好的平衡負(fù)載，這種安裝方式具有非常好的穩(wěn)定性偏形。兩根定位系統(tǒng)由一臺(tái)2500W伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)静袖，出于驅(qū)動(dòng)扭矩及慣量的匹配，需要配一臺(tái)行星減速機(jī)俊扭。

Z軸定位系統(tǒng)牢固穩(wěn)定队橙。該產(chǎn)品一般滑塊固定而定位體作伸縮式運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)定位體的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和滑塊安裝在一起贝泞。該伺服電機(jī)因需要將物體快速提升淮辕，需要克服很大的重力和加速力，需要較大的功率才可以牡罚。

實(shí)際應(yīng)用中我們選擇了一臺(tái)4000W帶抱閘的伺服電機(jī)俯炮，匹配了一臺(tái)一臺(tái)行星減速機(jī)冬溯。

旋轉(zhuǎn)軸與Z軸是集成在一起的，通過(guò)在Z軸定位體中心添加一根貫穿的長(zhǎng)軸實(shí)現(xiàn)的敦浅。長(zhǎng)軸的最上端作為驅(qū)動(dòng)端录教，與伺服電機(jī)安裝在一起。

長(zhǎng)軸的最下端作為負(fù)載端赛琢，用于安裝物體字瘫。因物體較重，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大悴碳，不能直接安裝在驅(qū)動(dòng)軸借街，必須加一臺(tái)盤(pán)式減速機(jī)才能匹配。伺服電機(jī)的動(dòng)力先由長(zhǎng)軸傳輸?shù)綔p速機(jī)再傳輸?shù)截?fù)載灾囊，就實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)負(fù)載的功能听想。

3、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

該碼垛機(jī)器人的選用具有Profibus 功能的伺服電機(jī)马胧。每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸配有一臺(tái)伺服電機(jī)及一臺(tái)減速機(jī)哗魂，四個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，共四套伺服電機(jī)和四臺(tái)減速機(jī)漓雅，其中垂直運(yùn)動(dòng)軸為帶抱閘伺服電機(jī)录别。

4、機(jī)器抓手

該機(jī)械手選用德國(guó)菲施托氣動(dòng)機(jī)械手邻吞，壓力可調(diào)组题，配備壓力緩沖閥，使夾持動(dòng)作平穩(wěn)抓手上裝有感應(yīng)機(jī)構(gòu)抱冷，能夠自動(dòng)感知物體崔列，并通知控制中心進(jìn)行物體抓放。

5旺遮、控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由大型PLC赵讯、觸摸屏組成。該系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的Profibus通訊功能耿眉。能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給以太網(wǎng)边翼，能夠?qū)⒖刂浦噶钜钥偩€的方式發(fā)送給伺服系統(tǒng)，使整個(gè)的運(yùn)動(dòng)相當(dāng)流暢溅鞠。該系統(tǒng)可預(yù)置多種工件的程序徽七，更換品種時(shí)可在觸摸屏上調(diào)用相應(yīng)程序。

6仙茴、安全防護(hù)裝置

該機(jī)具有故障提示及報(bào)警功能蛹柔，并且每次出現(xiàn)故障時(shí)都能準(zhǔn)確的反映出故障具體位置，便于迅速排除故障，主要包括：機(jī)器人碰撞保護(hù)功能电尖；工件安裝到位檢測(cè)奕碑；光幕安全保護(hù)。

7勺帜、碼跺機(jī)結(jié)構(gòu)如下：

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